Giải SBT Vật lí 10 trang 62 Chân trời sáng tạo

Giải SBT Vật lí 10 trang 62 Chân trời sáng tạo

Bài 18.6 trang 62 SBT Vật lí 10: Một quả bóng có khối lượng 50 g đang bay theo phương ngang với tốc độ 2 m/s thì va chạm vào tường và bị bật trở lại với cùng một tốc độ. Tính độ biến thiên động lượng của quả bóng.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng sau va chạm.

Độ biến thiên động lượng:

$\Delta \overrightarrow{p}=\overrightarrow{p_2}-\overrightarrow{p_1}=m.\left(\overrightarrow{v_2}-\overrightarrow{v_1}\right)$

Chiếu lên chiều dương:

$\Delta p=m.\left(v_2+v_1\right)=0,05.\left(2+2\right)=0,2kg.m/s$

Bài 18.7 trang 62 SBT Vật lí 10: Xạ thủ Nguyễn Minh Châu là người giành huy chương vàng ở nội dung 10 m súng ngắn hơi nữ ngay lần đầu tham dự SEA Games 27. Khẩu súng chị sử dụng nặng 1,45 kg với viên đạn nặng 7,4 g. Tốc độ đạn khi rời khỏi nòng là 660 fps (1 fps = 0,3 m/s). Hỏi khi bắn, nòng súng giật lùi với tốc độ bao nhiêu?

Lời giải:

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

$\overrightarrow{p_s}+\overrightarrow{p_{đ}}=\overrightarrow{p{\text{'}}_s}+\overrightarrow{p{\text{'}}_{đ}}$

$\Rightarrow 0=m_s.\overrightarrow{v{\text{'}}_s}+m_{đ}.\overrightarrow{v{\text{'}}_{đ}}$

$\Rightarrow \overrightarrow{v{\text{'}}_s}=-\frac{m_{đ}.\overrightarrow{v{\text{'}}_{đ}}}{m_s}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của súng sau khi bắn.

Tốc độ giật lùi của súng:

$v{\text{'}}_s=\frac{m_{đ}.v{\text{'}}_{đ}}{m_s}=\frac{7,{4.10}^{-3}\mathrm{.660.0},3}{1,45}\approx 1,01m/s$

Bài 18.8 trang 62 SBT Vật lí 10: Hạt nhân uranium đang đứng yên thì phân rã (vỡ) thành hai hạt: hạt α có khối lượng 6,65.10^-27 kg và hạt X có khối lượng

3,89.10^-25kg.

a. Giải thích tại sao hai hạt nhân sau khi phân rã chuyển động theo hai hướng ngược nhau.

b. Tính tỉ số $\frac{v_{\alpha }}{v_X}$.

Lời giải:

a. Động lượng ban đầu: $\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_U}=\overrightarrow{0}$

Động lượng của hệ sau khi phân rã: $\overrightarrow{p_s}=\overrightarrow{p_{\alpha }}+\overrightarrow{p_X}$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, suy ra:

$\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\iff \overrightarrow{0}=\overrightarrow{p_{\alpha }}+\overrightarrow{p_X}\iff \overrightarrow{p_{\alpha }}=-\overrightarrow{p_X}\left(*\right)$

Vậy sau khi uranium phân rã, hạt α và hạt X chuyển động theo hai hướng ngược nhau.

b. Từ (*) suy ra biểu thức độ lớn:

$p_{\alpha }=p_X\Rightarrow m_{\alpha }.v_{\alpha }=m_X.v_X$

$\Rightarrow \frac{v_{\alpha }}{v_X}=\frac{m_X}{m_{\alpha }}=58,5$